飛機機械故障診斷技術分析與改進方法

李丹

【摘 要】飛機的構成較為復雜精密，構成飛機的機械和零件數量由于型號不同也相對不同，基本數目都在數萬左右，對于軍事所用的戰斗機，零件數目更是驚人，甚至數以千萬計。因此飛機的精密性與復雜性也加大了飛機機械故障的診斷難度，對于液壓系統、冷氣系統、操控系統、高空系統、機體機械機電系統等等各個系統，一旦某一處發生故障，都會造成嚴重的后果。提升飛機機械故障的診斷技術，對常見的故障及時維護監測，是當前保障飛機正常運行的重要方式，本文對此進行探討。

【關鍵詞】飛機；機械故障；診斷技術；改進方法

飛機安全事件每隔幾年就會發生，回顧1986年美國的挑戰者號，因為飛機上的密封圈故障，致使飛機的四萬升燃料瞬間爆炸，后果嚴重，直接損失了12億美元[1]。由此，人們對于飛機的安全性要求極為嚴格，現今飛機已經成為人們出行的重要交通工具，相關部門也應該加強對飛機機械故障的診斷和維護，保證飛行系統正常運行，確保飛行器的安全。

一、飛機機械故障診斷的特性

（一）復雜性

飛機體積較大，整個運行系統由若干個子系統模塊構成，每個模塊又有不同的機械系統，零部件較多，復雜性極高[2]。飛機各個零部件之間相互連接組建，再用外殼塑造外形，從而構成了整個飛機系統，一旦其中的某個零件出現問題，就會影響周邊的零件或系統，從而影響到整個飛機的正常運行，甚至引起更大的故障。因此在飛機機械故障的診斷中，應該以有效的方式找出問題的根源，也就是我們常說的故障源，進而對整個飛機的零部件一一檢測排查故障，提升飛機運行的整體安全性。

（二）相關性

上文中所說飛機是由多種零部件組合而成，構造上極為復雜，由此診斷維修的難度也會加大。飛機機械故障具有相關性，也就是其中某一處的機械故障會對其它零件或系統造成嚴重的影響，由此在機械故障的診斷過程中，應該詳細細致的排查和檢測，找到故障源時，也要對周邊零部件進行重點排查，做好安全檢查工作，保證飛機安全運行。

二、飛機機械故障常用的診斷方式

（一）定時診斷

定時診斷既是航空航天行業固有的故障診斷方式，也是常規傳統的一種診斷模式。這種診斷模式是定時定期進行的，其存在的必要性在于預防故障的發生，以此為導向進行診斷。因為飛機是一種大型的出行工具，不同于動車以及汽車等路面出行工具，一旦發生故障可應急制動，且有路面緩沖爭取補救的時間[3]。飛機一旦發生故障很可能從高空墜落，不僅造成直接的經濟損失，更會給人們的生命財產安全產生劇烈的影響，由此就突出了定時診斷的必要性。定時診斷也是依據飛機的具體構造和機械情況而定，舉例來說飛機滾輪的診斷時限為一周。也就是說每7天相關工作人員就必須對滾輪進行檢測，從而進行故障分析和判斷，若發現問題，采取相應的維修措施排除故障，若無故障則要及時維護。定時診斷的存在可以較好地定時監控飛機各子模塊，模塊中的單元結構以及相關零部件的具體狀況，從而有效的發現問題，對飛機做一個全面的了解。飛機故障的發生隨機性較高，機械故障的診斷能夠有效確保飛機零部件和各系統的正常工作。不過從另一個角度來說，定時診斷需要耗費大量的人力和物力，由此加大了航空公司的運營成本。

（二）視情診斷

視情診斷從字面意思理解就是當飛機在運行過程中出現征兆性信號時，就應該立即做出判斷，應該是某種潛在故障即將產生的信號[4]。此時采用狀態檢測技術來監測這些信號，根據所檢測的信號來推斷可能發生的故障并及時采取措施，防止故障后果產生。視情診斷由于其診斷根據來自于故障發出的直接信號。由于視情診斷往往是出于飛機運行狀態下，而在這種背景環境中，工作人員很難采取措施來維修機械故障，這種潛在的威脅嚴重影響著飛機的安全運行。因此不難看出，視情診斷雖然對于故障源的判斷能夠縮小范圍，但其發生的時間和空間一般處于高空，具有特殊性，對故障維護效用不大，所以視情診斷在實際的操作中具有危險性和緊急性特點。

（三）常規診斷

常規診斷是飛機機械故障診斷的常規傳統方式。常規診斷主要是以飛機運行的航次為標準來進行檢測，通常情況下，飛機在著陸后和起飛前，這段時期內機場的工作人員會優先對飛機進行整體檢測，這種檢測就是常規檢查，能夠排除常規的故障，進行有效的診斷，尤其是一些容易出現故障的部分，在常規檢測中，一旦異常情況應該立即采取相應措施預防和維修。另外，常規診斷相對簡單，具有省時省力的特性。

三、飛機機械故障診斷技術的改進方法

（一）診斷數據庫的建立

現今是網絡、技術以及數據發展的新興時代，飛機機械故障診斷應該依托于高科技技術以及大數據時代的支持。首先應該建立科學知識庫以及診斷數據庫，利用信息化管理模式規范整個維修過程。知識庫數據庫的建立，能夠參與為故障診斷的相關工作人員提供理論依據和數據支持，能夠切實提升飛機機械故障診斷的效率[5]。機械故障診斷數據庫可共享，記錄每一種型號的飛機常見的故障，所有零件以及相關的數據知識，一旦飛機發生故障，可根據以往的故障原因進行分析，對比故障的不同，從而進行詳細的統計，進而加快故障診斷的速率。對于數據庫的管理者，應該定期做好對信息的綜合整理，實施傳輸最新的數據信息形成系統框架，更新數據庫，使故障診斷以及之后一系列的維修變得更為簡單快速。

（二）完善推理機制

飛機屬于大型機械，其中的零件的大小不等，型號各不相同，通常情況下，針對飛機機械故障以往頻率高發的故障，應該進行典型的案例整理，且存儲有效數據，實施故障應急方案，一旦飛機在運行過程中發生故障，可以立即啟動應急方案，并且同時結合飛機的運行狀況快速找到故障源，并且在應急措施啟動的情況下快速根據以往經驗進行維修，保障飛機安全的運行。完善推理機制，不僅能快速對故障進行診斷，更能有效推動飛機機械故障診斷快速發展。

四、結束語

飛機是人類出行的重要工具，也是連接國內各地以及國外各地的重要載體，對于飛機機械故障診斷的分析顯得極為重要?，F今人對飛機安全性的要求極高，而飛機故障不同于小型的機械故障，一旦發生就會對人們的生命及財產安全產生極大的威脅，并且會影響到飛機的正常運行，延誤人們的出行時間。因此，為了加強飛機運行的安全性，相關部門應該加強對飛機機械故障診斷和維護的建設，以科學有效的方式對飛機各零部件做好檢測和診斷，從根本上減少飛機故障發生的幾率，避免飛機在運行的過程中發生故障。

【參考文獻】

[1]黃建. 特征評估高壓斷路器機械故障診斷方法的研究[J]. 高壓電器，2015，12：89-95.

[2]王金福，李富才. 機械故障診斷技術中的信號處理方法：時頻分析[J]. 噪聲與振動控制，2013，03：198-202.

[3]劉永建. 基于改進神經網絡的民機發動機故障診斷與性能預測研究[D].南京航空航天大學，2012.

[4]羅頌榮. 基于變量預測模型模式識別的旋轉機械故障診斷研究[D].湖南大學，2015.

[5]趙轉哲. 混合蛙跳算法的改進及在旋轉機械故障診斷中的應用研究[D].東南大學，2016.endprint